重金屬中活性炭的電吸附

　　活性(xing)炭(tan)(tan)在重金(jin)屬(shu)中(zhong)的(de)(de)(de)電吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)在之(zhi)前的(de)(de)(de)介紹(shao)中(zhong)有(you)很(hen)多關于使用活性(xing)炭(tan)(tan)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)劑(ji)去除金(jin)屬(shu)和金(jin)屬(shu)化合物的(de)(de)(de)數據，但通(tong)常(chang)不低微克·L -1的(de)(de)(de)水平。然而，在某(mou)些情況下，通(tong)過施加電位(wei)控制的(de)(de)(de)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)/解(jie)吸(xi)(xi)(xi)(xi)或(huo)ES / ED(即電場內固體吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)劑(ji)上的(de)(de)(de)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)/解(jie)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu))為了提高活性(xing)炭(tan)(tan)的(de)(de)(de)容量，可(ke)以(yi)顯著提高活性(xing)炭(tan)(tan)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)劑(ji)的(de)(de)(de)有(you)效(xiao)性(xing)，促(cu)進其后續再生。

　　負(fu)(fu)和中(zhong)(zhong)性物質(zhi)的(de)(de)(de)吸附(fu)平(ping)衡取決于(yu)(yu)電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)荷。表(biao)面(mian)(mian)負(fu)(fu)載的(de)(de)(de)偏振依(yi)賴性與零電(dian)(dian)(dian)荷的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)勢有關，即25E PZC，吸附(fu)溶液中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)特定濃度。中(zhong)(zhong)性物質(zhi)在E PZC隨著表(biao)面(mian)(mian)變得陰(yin)極(ji)(ji)或陽極(ji)(ji)，正負(fu)(fu)電(dian)(dian)(dian)物質(zhi)的(de)(de)(de)負(fu)(fu)荷分(fen)別(bie)增加。非極(ji)(ji)化電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)很容易理解這些(xie)相互作(zuo)用。然而，由于(yu)(yu)其(qi)表(biao)面(mian)(mian)官能團、異構大力(li)表(biao)面(mian)(mian)和粒子之間的(de)(de)(de)復雜(za)電(dian)(dian)(dian)位分(fen)布，它們并不直接適(shi)用于(yu)(yu)活性炭。

　　數據顯示，顆粒狀活性炭的電化學再生效率高達95%。還研究了負載苯酚的椰殼活性炭的(de)電化(hua)學再生(sheng)，發現再生(sheng)效率高(gao)達(da)85%。還觀(guan)察到(dao)，陰極比陽極再生(sheng)約20%的(de)苯(ben)(ben)酚(fen)好(hao)。假NaCl電解質(zhi))到(dao)CO 電化(hua)學氧化(hua)與水。由(you)于鈉(na)陽離子(zi)遷(qian)移到(dao)陰極，有兩種(zhong)方法可以幫助(zhu)苯(ben)(ben)酚(fen)解吸(xi)(xi)：苯(ben)(ben)酚(fen)鈉(na)的(de)形成，它(ta)不能(neng)很好(hao)地吸(xi)(xi)附(fu)(fu)在(zai)碳表面； 并在(zai)陰極附(fu)(fu)近增加局部pH這也(ye)(ye)降低了活性炭吸(xi)(xi)附(fu)(fu)劑對(dui)苯(ben)(ben)酚(fen)的(de)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)能(neng)力。由(you)于濃度(du)極化(hua)效應的(de)降低和外部傳質(zhi)的(de)改(gai)善，發現溶液的(de)混合也(ye)(ye)改(gai)善了電極吸(xi)(xi)收。

　　現(xian)在我們開(kai)始研究活(huo)(huo)性(xing)炭的(de)(de)電吸附(fu)(fu)選(xuan)擇(ze)。本研究的(de)(de)吸附(fu)(fu)劑是蒸汽活(huo)(huo)化褐煤生(sheng)產的(de)(de)酸洗顆(ke)粒(li)活(huo)(huo)性(xing)炭。比(bi)表面積(ji)(ji)、總細孔體(ti)積(ji)(ji)、平均粒(li)徑和pH PZC這(zhe)種吸附(fu)(fu)劑是650米(mi)2 ·克-1，0.95毫(hao)升·克-1，分別為(wei)1.3毫(hao)米(mi)，6.3毫(hao)米(mi)。20多年來，金(jin)豐活(huo)(huo)性(xing)炭一直被用作水溶液系(xi)統中(zhong)重金(jin)屬(shu)等物(wu)質(zhi)的(de)(de)吸附(fu)(fu)劑。

　　研(yan)究步(bu)驟(zou):500毫升(sheng)5000ml分(fen)批實(shi)(shi)驗(yan) mg·L -1 NaCl支持電(dian)(dian)解質(zhi)。用(yong)原(yuan)子吸收(shou)標(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)制(zhi)(zhi)備(bei)(bei)(bei)(bei)所(suo)需濃度的砷(shen)和(he)鉻電(dian)(dian)解質(zhi)。使用(yong)As 2 O 3和(he)(NH 4)2 Cr 2 O 制(zhi)(zhi)備(bei)(bei)(bei)(bei)砷(shen)和(he)鉻標(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)物， 分(fen)別。使用(yong)氯化(hua)鎳(II)和(he)硝酸鐵(tie)(III)制(zhi)(zhi)備(bei)(bei)(bei)(bei)含有Ni(II)和(he)Fe(III)工作(zuo)電(dian)(dian)解質(zhi)。用(yong)于制(zhi)(zhi)備(bei)(bei)(bei)(bei)標(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)產品。所(suo)有實(shi)(shi)驗(yan)設備(bei)(bei)(bei)(bei)均采用(yong)A級容量玻璃器皿制(zhi)(zhi)備(bei)(bei)(bei)(bei)，定量清洗采用(yong)標(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)實(shi)(shi)驗(yan)室程序(xu)。用(yong)移液管分(fen)配原(yuan)子吸收(shou)標(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)液，制(zhi)(zhi)備(bei)(bei)(bei)(bei)工作(zuo)電(dian)(dian)解液時。

　　圖顯示了分批電池用(yong)(yong)于實驗(yan)的(de)(de)示意圖。它由兩個(ge)相同的(de)(de)鉑(bo)網(wang)集電器(基(ji)于99.9%的(de)(de)金屬(shu)，100×100目，0.0762mm直徑(jing)導(dao)線(xian))和Pt導(dao)線(xian)(基(ji)于99.95%的(de)(de)金屬(shu)，0.025mm直徑(jing))編織到(dao)網(wang)電連接； 三個(ge)PVC墊(dian)圈(quan)(9/16.25”外(wai)徑(jing)，0.0625厚(hou)度)；兩個(ge)聚丙烯(xi)網(wang)狀板(121×121目，1.25”外(wai)徑(jing)); 兩個(ge)橡膠墊(dian)圈(quan)(9/16內徑(jing)，1.25”外(wai)徑(jing)，0.0625“厚(hou)度)，活(huo)性炭吸附(fu)劑(ji)顆粒作為單層填充到(dao)*下(xia)面的(de)(de)鉑(bo)網(wang)上，在*下(xia)面的(de)(de)墊(dian)圈(quan)的(de)(de)中心腔內。用(yong)(yong)四個(ge)細胞PTFE機器螺釘

　　500ml將(jiang)電(dian)(dian)(dian)解質(zhi)裝(zhuang)入批量(liang)電(dian)(dian)(dian)池(chi)中(zhong)。電(dian)(dian)(dian)化學電(dian)(dian)(dian)位(wei)由直(zhi)流電(dian)(dian)(dian)源供電(dian)(dian)(dian)。允許正常吸(xi)(xi)附(fu)、電(dian)(dian)(dian)吸(xi)(xi)附(fu)和電(dian)(dian)(dian)極吸(xi)(xi)附(fu)。同(tong)時，用(yong)100-1000移液管取1000ml樣品(pin)。所(suo)有樣品(pin)根據USEPA方(fang)法200.保存51，稀(xi)釋1毫升.5莫爾-1 HNO。

　　通過石墨爐原子(zi)吸收光(guang)譜法(fa)(GFAAS)和Perkin Elmer 4100 ZL金屬(shu)分(fen)析(xi)(xi)(xi)塞曼原子(zi)吸收光(guang)譜儀(yi)。GFAA通過定(ding)期分(fen)析(xi)(xi)(xi)標(biao)(biao)(biao)(biao)準(zhun)，參考物質1640的準(zhun)確性(NIST)監(jian)測(ce)該(gai)標(biao)(biao)(biao)(biao)準(zhun)的參考材料含砷為(wei)(wei)26.71±0.42μg·L -1。在對一系(xi)列實驗樣(yang)品的典型分(fen)析(xi)(xi)(xi)中，每(mei)5個樣(yang)品進(jin)行分(fen)析(xi)(xi)(xi)NIST標(biao)(biao)(biao)(biao)準(zhun)。作(zuo)為(wei)(wei)典型精度的例(li)子(zi)，一次(ci)分(fen)析(xi)(xi)(xi)結果(guo)NIST 1640砷濃度為(wei)(wei)25.9μg·L -1.基于14次(ci)重復分(fen)析(xi)(xi)(xi)，標(biao)(biao)(biao)(biao)準(zhun)偏差為(wei)(wei)1.7%; 這些結果(guo)是(shi)本文(wen)所有分(fen)析(xi)(xi)(xi)的典型結果(guo)。

　　為了(le)更好地研究活(huo)性炭(tan)(tan)(tan)表面的(de)(de)(de)電(dian)(dian)吸(xi)附(fu)(fu)/電(dian)(dian)極(ji)(ji)吸(xi)附(fu)(fu)，活(huo)性炭(tan)(tan)(tan)是一種相對無(wu)效的(de)(de)(de)正常無(wu)輔助(zhu)吸(xi)附(fu)(fu)劑，含水(shui)量為0.15-0.30 g·L -用于含有的(de)(de)(de)無(wu)機(ji)砷Ca的(de)(de)(de)電(dian)(dian)解質。100μg·L -1砷(pH 4.5)。陽(yang)極(ji)(ji)電(dian)(dian)化學(xue)電(dian)(dian)位在活(huo)性炭(tan)(tan)(tan)上的(de)(de)(de)應用導(dao)致電(dian)(dian)吸(xi)附(fu)(fu)增強的(de)(de)(de)吸(xi)收，伴(ban)隨著電(dian)(dian)極(ji)(ji)表面陰離子豐富的(de)(de)(de)電(dian)(dian)化學(xue)雙層帶電(dian)(dian)。還證(zheng)實了(le)在施1.50V陰極(ji)(ji)電(dian)(dian)勢可接近100%再生吸(xi)附(fu)(fu)劑。

　　其(qi)它金屬離(li)子的(de)(de)存(cun)在(zai)已被(bei)證明對活性炭上砷的(de)(de)電極吸(xi)(xi)附有顯著而(er)復雜(za)的(de)(de)影響，這是正常的(de)(de)、無(wu)輔(fu)助的(de)(de)。鉻系(xi)統(tong)(tong)中的(de)(de)吸(xi)(xi)收(shou)(shou)機制(zhi)已被(bei)證明是鉻濃度(du)，仍(reng)然是調查的(de)(de)主(zhu)題。鉻的(de)(de)存(cun)在(zai)導致比(bi)含鎳系(xi)統(tong)(tong)更(geng)大的(de)(de)吸(xi)(xi)收(shou)(shou)  1.25V電吸(xi)(xi)附電位(wei)。然而(er)，將陽(yang)極電位(wei)增加到  1.50V導致As-Ni比(bi)As-Cr更(geng)大的(de)(de)砷吸(xi)(xi)收(shou)(shou)系(xi)統(tong)(tong)。

　　已經(jing)表明Fe(III)其存在顯著增強了(le)活性炭上砷的電(dian)吸附(fu)。在研究中As-Cr，As-Fe，As-Ni體系中，As-Fe該系統表現(xian)出*大的吸收砷，并在1.75V陰極(ji)電(dian)勢(shi)以*高效率再生。在鐵下電(dian)吸附(fu)中觀察(cha)到(dao)的行為可能是正確的ZVI修復技術的機理/應用(yong)影響很(hen)大。